-
Es ist bekannt, daß der größte Teil der
Zick-Zack-Nähmaschinen seit zahlreichen Jahren einen Kopf allgemein in
Form eines um eine etwa vertikale Achse schwenkbaren
Supports hat, den ein Mechanismus seitlich entsprechend
einer Hin- und Herbewegung schwenkt und der zwei Supporte,
z.B. übereinanderliegende Arme hat, denen koaxiale Lager
zugeordnet sind, die dazu bestimmt sind, eine Nadelstange
aufzunehmen, die in deren Innerem axial verschiebbar
gelagert sind.
-
Da es sich um Lager handelt, die aus der Wand der axialen
Durchgänge selbst bestehen, die direkt in dem Material der
Arme ausgebildet sind, oder statt dessen um Hülsen, die in
diese Durchgänge getrieben sind, hängt die leichte und
genahe axiale Gleitbewegung der Nadelstange im wesentlichen
von einer Bedingung ab: die Bearbeitung der Durchgänge muß
derart sein, daß die fraglichen Durchgänge eine genau
fluchtende Lage einnehmen.
-
Es ist verständlich, daß die Einhaltung einer solchen
Bedingung die Ursache zahlreicher Probleme sein kann, was die
richtige Bearbeitung ebenso wie die Montage der Anordnung
betrifft. Die Konstrukteure mußten daher Bearbeitungs- und
Nacharbeitungsverfahren für besonders bearbeitete und daher
kostspielige Teile entwickeln.
-
Die Zick-Zack-Nähmaschine gemäß der Erfindung umfaßt wie
insbesondere die in den FR 881 686 und US 2,862,468
beschriebenen Maschinen eine Nadelstange, deren seitliche
Verschiebung des Ausstoßes durch eine Hin- und Herbewegung
von der Art einer Pendelbewegung erreicht wird, mit der die
Nadelstange beaufschlagt wird.
-
Eine derartige Maschine hat im wesentlichen einen ersten und
zweiten Support für die Nadelstange, denen ein erstes und
zweites Lager gegenüber liegt, die jeweils dem ersten und
zweiten Support zugeordnet sind und die von der Nadelstange
gleitbeweglich durchsetzt sind, wobei einer der Supporte
quer zur Gleitachse der Stange beweglich ist, und einen
Mechanismus den Antrieb des beweglichen Supports
entsprechend einer abwechselnden Hin- und Herbewegung
sicherstellt.
-
Bei der in dem US 2,862,468 offenbarten Maschine ist jedes
Lager auf dem entsprechenden Support durch ein Kugelgelenk
gelagert, das durch eine teilweise kugelige Form der
Seitenfläche des Körpers des Lagers erhalten wird, das in einem
Käfig entsprechender Form sitzt, der durch Zusammenfügung
von Ringen erhalten wird, die in der Öffnung eines im
entsprechenden Support ausgebildeten Kanals befestigt sind.
-
Diese Montage ermöglicht es der Nadelstange, ihre
Längsverschiebung ebenso wie ihre Bewegung vom Pendeltyp, die zuvor
erwähnt wurde, effektiv durchzuführen, jedoch werden die
zuvor erwähnten Nachteile nicht beseitigt, sondern noch
verstärkt.
-
Der Erfindung der Erfindung liegt speziell die Aufgabe
zugrunde, eine Nähmaschine zu schaffen, deren Grundaufbau
von dem in diesem amerikanischen Patent beschriebenen
abgeleitet ist und deren wesentliche Eigenschaften, die
insbesondere durch die Ansprüche 1 - 5 beschrieben sind, es
nicht nur ermöglichen, die Gesamtheit der in der Praxis
auftretenden Nachteile und Unzulänglichkeiten, die aufgezeigt
wurden, zu beseitigen, sondern auch in erheblichem Maße die
Herstellungskosten ebenso wie die Montage einer Nähmaschine
mit Pendel-Nadelstange aufgrund eines gleichzeitig leichten,
schnellen und zuverlässigen Herstellungsverfahrens zu
verringern.
-
Diese Ergebnisse werden insbesondere durch eine Kombination
von Konstruktionselementen erreicht, die, für bestimmte, zu
den Konstruktionen gehören, die in dem bereits zitierten US
2,862,468, und für andere in einem zweiten Patent, dem US
2,253,210 beschrieben sind, das diese teilweise bei einer
Ausführungsform und für einen Zweck beschreibt, die von
denen sehr verschieden sind, mit denen sich die vorliegende
Erfindung befaßt.
-
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur
Montage der Nadelstange einer Nähmaschine, wie es im Anspruch 6
definiert ist.
-
Die beigefügten Zeichnungen zeigen beispielsweise zwei
Ausführungsformen und eine Abwandlung des Gegenstands der
vorliegenden Erfindung:
-
Fig. 1 ist teilweise im Schnitt ein Aufriß der ersten
Ausführungsform der Erfindung,
-
Fig. 3 ist teilweise im Schnitt ein Aufriß der zweiten
Ausführungsform der Erfindung;
-
Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3;
-
Fig. 5 ist eine der Fig. 3 ähnliche Darstellung der
Abwandlung;
-
Fig. 6 zeigt die Art des axialen Antriebs der Nadelstange
bei den Ausführungsformen der Fig. 3 bis 5.
-
In der Zeichnung (Fig. 1 und 2) erkennt man den Kopf 1 einer
Zick-Zack-Nähmaschine, der an einer vertikalen Achse 2
angelenkt ist und mittels einer teilweise dargestellten
Stange 3 zu einer Schwenkbewegung angetrieben wird, die
durch eine Achse 4 am Kopf angelenkt ist und deren anderes
Ende von einer nicht gezeigten Steuervorrichtung beeinflußt
wird, die diese Stange abwechselnd in zwei entgegengesetzten
Richtungen F1 und F2 antreibt. Die Amplitude der axialen
Verstellungen der Stange 3 kann auf jede bekannte Weise z.B.
mittels Nocken im Falle von Nähmaschinen mit mechanischer
Steuerung oder mittels Informationsbefehlen im Falle einer
elektronischen Nähmaschine mit Mlkroprozessor-Steuerung
festgelegt werden. Der Kopf 1 hat in üblicher Weise 2
übereinander angeordnete Arme 5 und 6, die einen Support für
eine Nadelstange 7 bilden, die in Lagern 8 und 9
gleitbeweglich gelagert ist, und die durch den Support 5
bzw. 6 getragen werden.
-
Der axiale Antrieb der Nadelstange 7 erfolgt in üblicher
Weise mittels einer Drehscheibe 10, die von einem nicht
gezeigten Motor gesteuert wird und an der eine ebenfalls
nicht gezeigte Kurbelstange befestigt ist, die einen
Lagerzapfen 11 zur Befestigung der Nadelstange trägt.
-
Wie man in der Zeichnung sieht, bestehen die Lager 8 und 9
im wesentlichen aus einem teilweise kugelförmigen Körper
- vorzugsweise aus einem Material mit niedrigem
Reibungskoeffizienten, z.B. aus TEFLON, DELRIN (eingetragene
Warenzeichen) oder Sintermetallen - die von einem axialen Kanal
durchsetzt sind, in dem die Nadelstange frei gleiten kann.
-
Die Lager 8 und 9 sind jeweils in einen von der
kegelstumpfförmigen Wand von Ausschnitten 5A und 6A
eingesetzt, die in den Armen 5 bzw. 6 des Kopfes ausgebildet
sind.
-
Auf diese Weise findet der Kontakt zwischen der
kugelförmigen Fläche jedes Lagers 8 oder 9 und dem Sitz, der die
Wand der Ausschnitte 5A und 6A bildet, praktisch zwischen
einem besonders schmalen ringförmigen Segment dieser Fläche
und einem entsprechenden ringfömrigen Segement der
kegelstumpfförmigen Wand des jeweiligen Ausschnittes statt. Die
Breite dieser ringförmigen Seqmente hängt direkt von der
Eigenelastizität des Materials des Körpers des Lagers und
der auf den Körper in Richtung des entsprechenden Sitzes
einwirkenden Kraft ab.
-
Tatsächlich werden gemäß einem wesentlichen Merkmal der
vorliegenden Erfindung die beiden Lager 8 und 9 der
gezeigten
Maschine durch den auf jedes von Ihnen mittels eines
elastischen Blattes 12 ausgeübten Druck festgehalten, das
die allgemeine Form eines U hat, dessen freie Enden Ringe
12A und 12B haben, durch die das Blatt jeweils an dem Körper
der Lager 8 und 9 anliegt. Dieses Blatt hat außerdem einen
Falz 12C in seinem mittleren Teil, der dazu bestimmt ist,
die Elastizitätseigenschaften des Blattes zu verbessern.
-
Die gerade beschriebene Anordnung hat zahlreiche Vorteile
hinsichtlich der Herstellung der Teile, aus denen sie
besteht, ebenso wie ihrer Montage und ihrer Qualität.
-
So benötigen die Bearbeitungsvorgänge der Lager 5A und 6A
nicht mehr den Einsatz von Maschinen und Lehren, die sehr
kompliziert und kostspielig sind, um eine sehr hochwertige
Oberflächenqualität zu garantieren oder eine relative
Positionierung der Sitze mit hoher Präzision einzuhalten.
-
Aufgrund der beschriebenen Anordnung werden die Lager 5 und
6 bei der Montage automatisch zentriert, sobald die
Nadelstange in sie eingesetzt ist, wobei die Gesamtanordnung ihre
richtige Lage bezüglich des Kopfes einnimmt, wenn der Körper
der Lager in den jeweiligen Sitz der Supporte 5 und 6 des
Kopfes eingesetzt ist, und das Federblatt seinen Druck auf
die beiden Körper ausübt.
-
Vorteilhafterweise kann die Montage der beschriebenen
Anordnung sehr einfach ohne besonderes Werkzeug durch den
Einsatz eines von vier nachstehenden Verfahren durchgeführt
werden, z.B.:
-
man setzt die beiden Lagerkörper auf die Enden des
Federblattes 12, wie in der Zeichnung gezeigt ist, wobei man die
gesamte Anordnung in geeigneter Weise zusammenhält; dann
drückt man die Enden des Federblattes gegeneinander, bis man
den Körper jedes Lagers in den jeweiligen Sitz einführen
kann; danach gibt man die gesamte Anordnung frei, führt dann
die Nadelstange durch die Öffnung des einen Sitzes im ersten
Lager, danach zwischen die Supporte des Kopfes und
schließlich in das zweite Lager ein.
-
Man kann auch damit beginnen, jedes Lager in den jeweiligen
Sitz einzusetzen, nimmt dann ein Federblatt 12, dessen Enden
der beiden Arme man biegt, und setzt die Ringe 12A und 12B
auf den Körper der Lager 8 bzw. 9. Danach fährt man wie
vorher fort, indem man die Nadelstange zunächst in den Kanal
des einen Lagers einführt und danach, nachdem der Raum
zwischen den beiden Armen 5 und 6 des Kopfes durchguert ist, in
den Kanal des zweiten Lagers.
-
Man kann auch damit beginnen, ein Ende der Nadelstange in
den Raum zwischen den Supporten 5 und 6 einzuführen, indem
man sie durch einen der Ausschnitte 5A oder 6A dieser
Supporte führt, worauf man ein erstes Lager, das Federblatt
12 und das zweiter Lager auf die Nadelstange fädelt; man
drückt dann das Federblatt ausreichend zusammen, um die
beiden Lager um die jeweiligen Sitze der Supporte 5 und 6
einführen zu können, und läßt die Nadelstange in die Lager
und durch das zweite Fenster 5A oder 6A gleiten.
-
Wenn die Enden des Federblattes gegabelt sind, d.h. wenn der
Teil dieser Enden, der mit dem kugelförmigen Körper jedes
Lagers zusammenwirken soll, zwei Lamellen hat, zwischen die
man die Nadelstange einführen kann, kann man bei der Montage
der beschriebenen Anordnung derart verfahren, daß man damit
beginnt, ein Ende der Nadelstange in den Raum zwischen den
Supporten 5 und 6 des Kopfes einzuführen, indem man diese
Stange durch einen der Ausschnitte 5A oder 6A führt und dann
auf die Stange aufeinanderfolgend das erste und zweite Lager
in umgekehrter Lage von Lager zu Lager auffädelt. Dann führt
man das Ende dieser Stange durch den anderen Ausschnitt, und
setzt die Lager auf den jeweiligen Sitz, worauf man das
Federblatt zwischen die Lager in vorgespannter Lage und mit
seinen Enden an dem einen und anderen Lager anliegend
einsetzt, wobei die an jedem Ende des Federblatts vorgesehenen
Lamellen beiderseits der Nadelstangen angeordnet werden.
Bei der Ausführungsform, die nun beschrieben wird, kann die
Nähmaschine gemäß der Erfindung eine Maschine mit
mechanischer Steuerung ebenso wie eine Maschine mit elektronischer
Steuerung, z.B. mittels Mikroprozessor, sein.
-
Die in den Fig. 3 und 4 gezeigte ist im wesentlichen dazu
bestimmt, elektronisch insbesondere mit elektrischen,
aufgrund von Informationsbefehlen erzeugten Impulsen gesteuert
zu werden.
-
In diesem Zusammenhang ist vor allem eine große Anzahl von
Konstruktionen bekannt, bei denen die Hubbewegungen des
Kopfes der Maschine von einem mit Impulsspannung gespeisten
Schrittmotor gesteuert wird.
-
Die in den Figuren 3 und 4 gezeigte Maschine umfaßt genau
diesen Konstruktionstyp.
-
Die Zeichnung zeigt insbesondere einen Schrittmotor mit
einer Welle 13, die auf zwei Kugellagern 14 und 15 zwischen
zwei Flanschen 16 und 17 gelagert ist und den Rotor 18 des
Motors ebenso wie an seinem unteren Ende ein Zahnrad 19
trägt. Die Erregerwicklung 20 ist links von der Welle 18
durch ihr Statorblechpaket und rechts durch eine ihrer
Spulen gezeigt.
-
Der Flansch 16 erstreckt sich nach rechts über die
Erregerwicklung 20, um einen Ansatz 16a zu bilden, der eine
kegelstumpfförmige Öffnung 16b hat, die sich nach oben in der
Figur verengt und die einen Sitz für die kugelförmige
Außenseite eines Lagers 21 bildet, das in dieser Öffnung durch
eine vertikale Feder 22 gehalten wird, die mit ihrem oberen
Ende an einem Bund 21a angreift, der am unteren Teil des
Lagers 21 vorsteht, und mit ihrem oberen Ende an einem Bund
23a den der obere Teil eines zweiten Lagers 23 aufweist, das
dem Lager 21 gleich ist und auf einem Sitz ruht, der eine
kegelstumpfförmige Öffnung 24a bildet, die in einem
horizontalen Hebel 24 ausgebildet ist. Dieses Profil verengt sich
nach unten in der Figur.
-
Der Hebel 24 hat die allgemeine Form eines Kreissektors, der
bei 24b gezahnt ist, init dem Zahnrad 19 in Eingriff steht
und auf der Oberseite eines komplementären Flansches 26
einerseits durch zwei halbkugelförmige Vorsprünge 24c und
24d und andererseits durch eine Kugel 25 aufliegt, die in
eine halbkugelförmige Ausnehmung 24e des Hebels ebenso wie
in einer halbkugelförmigen Ausnehmung 26a des Flansches 26
eingreift. Ein Schlitz 24f, der sich nahe der Zahnung 24d
erstreckt, sichert einen spielfreien und gedämpften Kontakt
zwischen dem Zahnrad 19 und der Zahnung selbst (Fig. 3 und
4).
-
Der Flansch 26 ist an einem Ring 17e des Flansches 17
befestigt, von dem nur ein Teil in der Zeichnung sichtbar ist,
der sich jedoch ebenfalls längs dessen Längsrändern bis zu
seinem rechten Ende erstreckt. Diese Befestigung erfolgt
mittels nicht gezeigter Schrauben, die durch Kanäle 26b
verlaufen und in entsprechende, in den Ring ausgebildete
Gewindebohrungen eingreifen.
-
Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform können der Flansch
26 und der Flansch 17 aus Elementen ein und desselben Teils
gebildet sein.
-
Ein bogenförmiger Ausschnitt 26c ermöglicht den vertikalen
Durchgang und die seitliche Bewegung einer Nadelstange, die
gleitbeweglich in den Lagern 21 und 23 gelagert ist.
-
Die Kugel 25 bildet für den Hebel 24 eine Schwenkachse, der
damit im Uhrzeiger- und im Gegenunrzeigersinn durch eine
entsprechende Wickelverstellung des Schrittmotors jedesmal
in einer Richtung entgegengesetzt zu der Schwenkbewegung des
Hebels 24 geschwenkt werden kann.
-
Es ist daher möglich, die Nadelstange mit einer
Pendelbewegung um den oberen Schwenkpunkt anzutreiben, den das Lager
21 bildet, und so die Ausstoßbewegung der Nadel 28 zu
erhalten, die die Nadelstange 27 trägt. Selbstverständlich hat
die entsprechende Pendelbewegung eine Amplitude, die durch
die Beaufschlagung des Schrittmotors mit Spannungsimpulsen
in einer Anzahl und mit einer Polarität, die eine Funktion
des Typs der Nähstiche sind, programmiert ist.
-
Was den axialen Antrieb der Nadelstange 27 durch
Verschiebung in den Lagern 21 und 23 anbelangt, wird diese durch den
schematisch in Fig. 6 gezeigten Mechanismus gesteuert, in
der 29 eine an ihrem rechten Ende durch einen nicht
gezeigten Motor angetriebene Welle darstellt. 30 ist eine
mit dieser Welle verbundene Platte, an der in exzentrischer
Lage eine Schwenkachse 31 für ein Lager 32 befestigt ist,
dessen kugelförmige Außenseite in einem Sitz mit
komplementärer Form gelagert ist, der in der Zeichnung am unteren
Ende einer Kurbelstange 33 ausgebildet ist.
-
Die Kurbelstange hat an ihrem oberen Ende einen
kugelförmigen Sitz, in dem ein Lager 34 sitzt, dessen Außenseite ein
Profil hat, das zu dem des Sitzes komplementär und das auf
einer Achse 35 schwenkbar gelagert ist.
-
Eine Feder 36 ist zwischen einer Platte 37, die mit der
Achse 35 verbunden ist, und dem Lager 34 gespannt, wobei die
Feder dazu bestimmt ist, das möglicherweise zwischen diesem
Lager und der Achse 35 bestehende Spiel zu kompensieren.
Diese Achse ist mit dem oberen Ende der Nadelstange 27
verbunden, auf die sie die axiale Bewegung überträgt, die
durch die Drehungen der Platte 30 erreicht werden soll.
-
Aufgrund der durch die Feder 22 auf das Lager 23 ausgeübten
und durch dieses auf den Hebel 24 übertragene Kraft wird
sichergestellt, daß der Hebel ständig in der richtigen Lage
am Flansch 26 durch Anlage von Vorsprüngen 24c und 24d am
Flansch einerseits und durch Eingriff der Kugel 25
gleichzeitig in die Ausnehmung 26a des Flansches und in die
Ausnehmung 24e des Hebels 24 und andererseits ohne
Einwirkung anderer Halteelemente gehalten wird.
-
Somit besteht, wie auch die Zeichnung zeigt, die
beschriebene Anordnung, aus einer geringeren Anzahl von Teilen, die
insbesondere nach irgendeinem der zuvor unter Bezugnahme auf
die Ausführungsform der Fig. 1 und 2 beschriebenen Verfahren
montiert werden können. Man kann z.B. damit beginnen, daß
der komplementäre Flansch auf dem Ring 17e des Flansches 17
des Schrittmotors montiert wird, dann der Hebel 24 auf dem
Flansch 26 angeordnet wird, wobei man ihn mit seiner Zahnung
24b mit dem Zahnrad 19 in Eingriff bringt, das auf der Welle
des Motors sitzt, wobei man die Kugel 25 in den von der
Ausnehmung 24 des Hebels und der Ausnehmung 26e des Flansches
26 begrenzten Raum einsetzt.
-
Danach montiert man getrennt zwei Lager wie die durch die
Bezugsziffern 21 und 23 angegebenen auf den beiden Enden
einer Feder wie der Feder 22, wobei man den Bund 21a bzw. 23a
der Lager in die erste Öffnung am Ende der Feder bzw. in die
zweite Öffnung an deren Ende einsetzt.
-
Die gesamte Anordnung wird dann axial zusammengedrückt, bis
die Länge der Anordnung etwas geringer als der die
Unterseite der Verlängerung 16a des Flansches des Motors und die
Oberseite des Hebels 24 trennende Abstand ist, um diese
Anordnung zwischen diese Elemente (Flansch 16 und Hebel 24)
einführen zu können, und die Lager 21 und 23 werden gegen
die Sitze 16b und 24a geführt, die jeweils in diesem Flansch
und diesem Hebel ausgebildet sind.
-
Dann läßt man die Feder 22 sich derart entspannen, daß die
Lager in die oben erwähnten Sitze eingreifen.
-
Schließlich führt man die Nadelstange 27 in die Öffnung des
ersten Lagers (21 oder 23), und dann durch die Feder 22 und
schließlich in die Öffnung des zweiten Lagers durch axiales
Gleiten der Stange in diesen Lagern.
-
Durch diesen Vorgang erhält man eine vollkommen richtige
Selbstzentrierung der Lager 21 und 23 in ihren jeweiligen
Sitz und damit eine genaue Positionierung der Nadelstange
bezüglich der anderen Teile des beschriebenen Aggregates,
das somit für die Montage im Körper der Nähmaschine bereit
ist.
-
Bei einer nicht gezeigten Ausführungsform kann die Feder 22
der Ausführungsform der Fig. 3 ebenso gut durch ein
vorgespanntes Federblatt der Art ersetzt werden, wie es bei der
Ausführungsform der Fig. 1 und 2 verwendet ist und das z.B.
die Form eines V hat, wobei es mit dem Ende seiner Arme an
den Lagern 21 bzw. 23 anliegt.
-
Die Konstruktion der Abwandlung der Fig. 5 unterscheidet
sich von der beschriebenen Ausführungsform unter Bezugnahme
auf die Fig. 3 und 4 durch die Tatsache, daß das obere Lager
querbeweglich ist, während das untere Lager stationär
bleibt. Die bei dieser Ausführungsform verwendeten
Funktionselemente sind jedoch den anhand der Fig. 3 und 4
beschriebenen gleich, sie sind daher in der Zeichnung durch
Bezugsziffern gekennzeichnet, die denen entsprechen, die in
diesen Figuren erscheinen, jedoch durch ein *-Zeichen
ergänzt sind.
-
Die konstruktiven Charakteristika, die Vorteile, die sich
daraus ergeben, ebenso wie die Montagearten, die zu dieser
Ausführungsform der Fig. 5 gehören, entsprechen "mutatis
mutandis" den Charakteristika, Vorteilen und Montagearten,
die bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4
beschrieben wurden.